ФИЗИКА

2. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 2.1

В баллоне объёмом 10 л находится гелий под давлением 1 мПа при температуре 300 К. После того как из баллона взято 10 г гелия, температура в баллоне понизилась до 290 К. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.

Задача 2.2

В сосуде объёмом 2 м3 находится смесь 4 кг гелия и 2кг водорода при температуре 27°С. Определить давление и молярную массу газа.

Задача 2.3

Сосуд ёмкостью 2 л содержит азот при температуре 27°С и давлении 0,5 атм. Найти число молекул в сосуде, число столкновений между всеми молекулами за 1 с, среднюю длину свободного пробега молекул.

Задача 2.4

Для получения хорошего вакуума в стеклянном сосуде необходимо прогревать стенки сосуда при откачке с целью удалить адсорбированный газ. Вычислить, насколько может повыситься давление в сферическом сосуде радиусом r = 10 см, если адсорбированные молекулы перейдут со стенок в сосуд. Площадь поперечного сечения молекулы считать равной 10-15 см2, слой мономолекулярный. Температура t = 300°C.

Задача 2.5

На сколько теплоёмкость гремучего газа больше теплоёмкости водяных паров, получившихся при его сгорании? Задачу решать для двух случаев:

1) V = const;

2) p = const.

Задача 2.6

2 л азота находятся под давлением 105 Н/м2. Какое количество тепла надо сообщить азоту, чтобы:

1) при р = const объём увеличить вдвое;

2) V = const давление увеличить вдвое?

Задача 2.7

Необходимо сжать 110-2 м3 воздуха до объёма 210-3 м3. Как выгоднее его сжимать: адиабатически или изотермически?

Задача 2.8

Тепловая машина работает по обратимому циклу Карно. Температура нагревателя 227°C. Определить термический к.п.д. цикла и температуру охладителя тепловой машины, если за счёт каждого килоджоуля теплоты, полученной от нагревателя, машина совершает работу 350 Дж.

Задача 2.9

Идеальная холодильная машина, работающая по обратному циклу Карно, совершает за один цикл работу, равную 3,7104 Дж. При этом она берёт тепло от тела с температурой -10°С и передаёт тепло телу с температурой +17°С. Найти:

1) к.п.д. цикла;

2) количество тепла, отнятого у холодного тела за один цикл;

3) количество тепла, переданного горячему телу за один цикл.

Задача 2.10

Помещение отапливается холодильной машиной, работающей по обратному циклу Карно. Во сколько раз количество тепла Q0, получаемого помещением от сгорания дров в печке, меньше количества тепла Q1, переданного помещению холодильной машиной, которая приводится в действие тепловой машиной, потребляющей то же количество дров. Этот тепловой двигатель работает между температурами T1 = 100°C и T2 = 0°C. В помещении требуется поддерживать температуру T'1 = 16°C. Температура окружающего воздуха T'2 = 10°C.

Задача 2.11

В результате изотермического расширения объём 8 г кислорода увеличится в 2 раза. Определить изменение энтропии газа.

Задача 2.12

Лёд массой 2 кг, находящийся при температуре -13°С, нагрели до 0°С и расплавили. Определить изменение энтропии.

Задача 2.13

В сосуде под давлением 8 мПа содержится кислород, плотность которого 100 кг/м3. Считая газ реальным, определить его температуру и сравнить её с температурой идеального газа при тех же условиях.

Задача 2.14

Осмотическое давление плазмы крови равно 0,73 мПа. Вычислить концентрацию белков в плазме, если известно, что создаваемое ими онкотическое давление в 220 раз меньше осмотического давления от растворённых в плазме солей. Степень диссоциации солей принять равной 0,75. Температура крови 37°C.

Задача 2.15

Определить коэффициент теплопроводности тазовой кости лошади, если через площадку кости размером 3×3 см и толщиной 5 мм за 1 ч проходит 68 Дж теплоты. Разность температур между внешней и внутренней поверхностями кости в теле лошади составляет 1 К.



к к к